Le mode balayage linéaire constitue une alternative avantageuse à la caméra linéaire en termes de coût
Le meilleur des deux mondes
Le mode balayage linéaire est indispensable pour beaucoup d'applications en vision industrielle et imagerie professionnelle, telles que l'analyse de surfaces courbes ou bien le contrôle en continu. Si des objets ne peuvent être capturés dans leur intégralité en une seule exposition, en raison de leur taille ou de leur forme, ils doivent être « scannés ». La caméra capte l'information ligne par ligne pour construire une image de l'objet dans sa mémoire exempte de toute déformation de perspective ou de luminosité non homogène. Quand le mode balayage linéaire est utilisé, le mouvement est fondamental – que la substance à contrôler soit bougée sur un tapis roulant, par exemple, ou que la caméra elle-même bouge, dans ces cas il faudra utiliser une horloge.
« Outre le contrôle en continu, le contrôle général, les tâches de mesure et de tri, impliquant des objets en déplacement rapide, sont des applications typiques d'emploi d'une caméra linéaire classique. D'autres tâches incluent le contrôle d'objets ronds, comme du bois ou des bouchons pour le vin », explique Patrick Schick, Product Manager chez IDS Imaging Development Systems GmbH. Les caméras linéaires sont des systèmes de caméras qui utilisent les capteurs d'images avec une ligne unique sensible à la lumière ligne pour scanner les objets. Par contraste, les capteurs des caméras matricielles (connues aussi sous le nom de « matrix scan cameras ») consistent en une matrice à deux dimensions de lignes multiples disposées parallèlement et conçues pour capturer des objets entiers, en une seule exposition. Le type d'application concerné détermine laquelle de ces deux variantes de caméra est utilisée dans chaque cas.
Les caméras linéaires ne peuvent pas être décrites simplement comme des variantes réduites des caméras matricielles car leur ligne sensible à la lumière permet une résolution bien plus élevée. Par conséquent, la qualité des données d'analyse pour chaque ligne est considérablement plus élevée. En outre, pour cet accroissement du volume de données par ligne, ces caméras peuvent aussi réaliser de très grandes vitesses de ligne, la ligne étant lue en de multiples points simultanément au moyen de canaux de données parallèles. Ce volume de données ne peut normalement être transmis qu'au PC hôte en utilisant une interface Camera Link. Par conséquent, les applications de balayage linéaire avec des besoins exceptionnels, en termes de volume de données et de vitesse, pour le contrôle en continu de textiles, papier, jantes ou plaquettes de silicium, par exemple, nécessitent presque toujours l'utilisation d'une caméra linéaire optimisée de ce type.
De toute façon, selon l'application, ce n'est souvent pas essentiel. Le mode balayage linéaire, proposé dans le logiciel IDS, transforme une caméra matricielle en une caméra linéaire, offrant ainsi une solution simple et avantageuse pour beaucoup d'applications classiques utilisant une caméra linéaire. « Les clients qui se servent de caméras matricielles ne sont souvent pas au courant de l’avantage présenté par le mode balayage linéaire », indique Schick. « Nous leur démontrons que cette option leur apporte le « meilleur des deux univers ». Nous assistons aussi nos clients en leur délivrant des images 2D qu'ils souhaitent, à partir de l'information saisie en mode linéaire. Les clients font leurs réglages favoris et notre logiciel délivre des images exemptes de toute déformation ». Ce qui fait que les données images sont aussi faciles à utiliser que dans une caméra matricielle.
Avec le pack logiciel IDS (IDS Software Suite), les utilisateurs peuvent activer le mode balayage linéaire en utilisant la fonction "Vertical AOI Merge Mode" pour certains modèles de caméras GigE et USB 3.0 avec capteurs ams/CMOSIS, e2v ou Sony. En d'autres termes, ils peuvent utiliser la caméra matricielle comme une caméra linéaire. Pour coller au plus près du « comportement » des caméras linéaires, une option pour déclencher chaque ligne individuelle est fournie outre le trigger standard pour l'acquisition d'image. Ceci permet, par exemple, que les fluctuations de la vitesse sur le tapis roulant puissent être compensées.
Le logiciel requiert, bien entendu, un matériel adapté à son fonctionnement. Pour atteindre tout le potentiel du mode balayage linéaire, IDS recommande la caméra industrielle UI-3370CP avec son capteur CMOS 4.2 mégapixels rapide et très sensible, le CMV4000 de ams/CMOSIS. Tout ceci signifie que les caméras linéaires onéreuses peuvent être remplacées simplement, dans de nombreux champs d'applications, par une caméra matricielle plus abordable et très puissante. En association avec l'interface USB 3.0, le capteur délivre 80 images par seconde en pleine résolution. En faisant fonctionner le mode linéaire, la caméra industrielle UI-3370CP capture les images avec 9.4 kHz.
La caméra matricielle offre aussi des avantages quant à la configuration de l'application. Le réglage précis d'une caméra linéaire est difficile car il manque l’image 2D, mais avec une caméra matricielle c’est bien plus simple. Grâce à l'interface utilisateur, développée par IDS, le mode balayage linéaire peut être configuré en quelques clics seulement. Dans l'histogramme, vous pouvez définir la ligne avec la répartition de la luminosité la plus uniforme et switcher vers le mode balayage linéaire. Tous les paramètres peuvent être conservés dans le fichier configuration de la caméra. Ce qui évite toute programmation inutile et délivre des résultats reproductibles dans toute application.
En fonction de l'application, les utilisateurs peuvent ainsi décider, par eux-mêmes, s'ils souhaitent utiliser une caméra linéaire onéreuse ou bien une solution IDS simple et d'un coût abordable.
